CN1059371C - 具有圆弧形镶块支承面的钻削刀具 - Google Patents

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Abstract

一种用于强制排屑的钻削刀具包含切向设置的硬质合金切削镶块(10A、10B、10C)，最好是三块。这大大简化了镶块座的加工。此外，外削镶块半圆形的基本形状对于它们的压制成形相当有利。最好在中心孔的端部车削出切屑空间(13)，使切屑堵塞的危险降至最小。钻头最好由整体工件制成。

Description

具有圆弧形镶块支承面的钻削刀具
本发明涉及一种主要用于金属材料断屑加工的强制排屑钻削刀具，它包含钻头体，该钻头体实质上为圆柱管形，它的一端包含通向内腔的开口，另一端为切削顶侧，顶侧具有一个或多个硬质合金切削镶块，镶块钎焊在镶块座或凹槽中。
钻头采用硬质合金切削镶块是众所周知的，该切削镶块用机构紧固的方式固定，所说的镶块为了达到断屑的目的，在排屑面上制有一个或多个凹穴。这种钻头例如可以从美国专利US 4215157A中得知，然而从该专利得出：它不可能获得最佳的、所希望的切屑形状，于是，不可能获得所期望的短的、逗号状切屑，同时，当以期望的方式钻削时，也不可能降低功率消耗。
另外，在EP-A-491670中，所描述的钻削刀具包括钻头体、其上安装有两个或多个切削镶块。镶块实质上是平行梯形状，并轴向安装，也即：切削镶块的诸抵靠面轴向延伸，镶块适于用铜焊固定。这使得镶块的铜焊比较困难，这是由于在切屑槽中，轴向接近镶块的能力大为降低。此外，当铣削镶块座(或凹槽)时，铣刀在切屑槽中不容易向下接近座面。而且这种结构的缺点在于，轴向延伸的镶块体积较大。切屑槽较长，这增加了切屑堵塞的危险。而且采用长切屑槽的后果是，必须进行较深的铣削，其结果铣削刀杆的悬臂较长。
在EP-A-240759中，披露的钻削刀具，其钻削镶块切向定位在钻头的上侧(即端侧)。可以明白，这有可能缩短切屑槽，从而减少切屑堵塞的危险。另一方面，钻削镶块和/或切向镶块座就不必复杂。该专利公报图3所示的镶块易于损坏，一方面是因为它包括了起切口作用的90°角，另一方面是因为复杂的几何形状，当压制镶块时，它引起镶  块不够致密的问题。此外，镶块座需要相对复杂的结构，而要求精确的铣削加工，以获得对镶块的满意邻接，特别是当镶块不用钎焊而用螺纹固定时。
于是，本发明的主要目的是提供易于制造的钻削刀具。
本发明第二个目的是尽可能简化钻头镶块座(凹槽)的加工，特别是在强制排屑钻头中的加工，以及切削镶块的加工，特别是，当压制镶块时，避免所有不够致密的问题。
本发明另一个目的是减少不同切削镶块的数量，使之最少，甚至只有一种设计。
这些和其它一些目的藉助于提供一种主要用于强制排屑的钻削刀具来实现的，该钻削刀具包含钻头体，该钻头体实质上为圆柱管形，它的一端包含通向内腔的开口，另一端为切削顶侧，顶侧具有一个或多个硬质合金切削镶块，镶块钎焊在镶块座或凹槽中，其中，镶块座或凹槽和切削镶块切向位于钻头体的顶侧，镶块座或凹槽的后抵靠侧及与之相应的切削镶块的后抵靠侧具有圆弧形的、实质上为半圆形的形状。
为了说明这些目的，但不限于此，将参照附图，对本发明的最佳实施例作进一步的描述。这些附图为：
图1表示从斜上方看的根据本发明的安装的钻削刀具的立体图。
图2表示从斜上方看的根据本发明的钻削镶块的立体图。
图3表示与图1相同而未安装的钻削刀具的侧视图。
图4表示钻削刀具的俯视图。
图5表示与图4相同的视图，而加上附图6至8限定的不同视向和截面的部分。
图6表示刀具上部按图5VI-VI的横截面图。
图7表示刀具上部按图5VII向的视图。
图8表示刀具上部按图5VIII向的视图。
图9表示刀具上部按图5IX-IX的横截面图。
在图1中，强制排屑型钻削刀具通常标号为1。有利的是，它一般也可用于称之为BTA的钻削中。该刀具包含钻削头(或冠)部2，中间段3和轴4。轴4具有外螺纹5，它用本质上公知的方式，采用螺纹连接与外管(未在附图中表示)固定。内管(未在附图中表示)与所说的外管同心，它用本质上公知的方式插入内部，实质上为钻具的圆筒内腔，通过冷却介质孔6至内腔，藉此，形成的切屑通过所说的内管跟随切削(冷却)介质排出。
如图3和4可见到的，钻头的顶侧具有三个切削镶块座或凹槽7、8和9，每一个座容纳一个钻削镶块10。三个切削镶块相同较为有利，唯一的差别是，中心切削镶块与外缘切削镶块和中间切削镶块相比是反向的。在强制排屑钻削中，切削镶块的数量可在一和五个之间选取。无论如何，一个整体切削镶块的缺点是，由于钻削的不平衡，衬垫必须承受的切削力变大。现已发现，三个镶块是在协力、使用寿命、失衡之间进行折衷的好方案。强制排屑钻削通常按单向钻削加工，按照图2，硬质合金镶块钎焊或铜焊在切削镶块座中，由于它是单方向型，钻头应尽可能耐用，不受产品质量和被废弃危险的干扰。外缘镶块10A决定被钻孔的直径，它通常在20mm～65mm之间。这个镶块径向向内的切削刃向上倾斜。其邻近的中心切削镶块10C在切削镶块座8中，与钻头中心轴重叠，因为不希望有任何残留的芯存在。与外缘镶块相反，它的轴向向下的切削刃径向向内倾斜，因为否则的话，尾随的切削镶块会承受很大的应力而使其很快损坏。与中心切削刃倾斜相适应，钻头顶尖处提供有圆锥腔25。在中心轴线的对侧，中间切削镶块10B位于镶块座9中。与外缘镶块10A相同，它的轴向向上的切削刃径向向内倾斜，当钻头旋转时，中间镶块切削刃的旋转轨迹与外缘和中心切削镶块的切削刃的轨迹有一些重叠，这是为了从中心轴线至外缘得到连续的切削线。
在钻头的顶侧有二个切屑通道或凹槽，一个是外缘和中心镶块公用的大切屑通道11；另一个是用于中间切削镶块的较小的切屑通道12。与本发明最佳实施例相一致，这些相对的切屑通道的下端均车削加工出切屑内空间13，它具有截锥形状以及向着钻头顶侧向上车削而成的底面。藉助这个切屑空间13，中心和中间切削镶块将位于桥状带14上，桥状带在空间13上横向延伸，实质上它在直径线上连接了钻头顶侧两个相对的部分。由于钻头1最好以整体制成，因此采用车削刀具通过开口15引入至钻头的后端侧，车削出切屑空间13。这个切屑空间13有几个优点：可增加已提及的切屑空间，使切屑堵塞的危险降至最小，而且可减轻结构重量。切屑通道11和12可从上方、从钻头的顶侧铣削出来。为了使切屑通道内可获得的切屑空间最佳化，邻近钻头的外缘，铣削刀具相对于钻头中心轴线成一个倾角，从而获得向外成倾角的斜面。它通过小边区16的过渡即与钻头的外包封面邻接，或者与所说的包封面直接形成折断线17。
根据本发明的钻削刀具最好制成整体。旋转-对称外表面采用车削加工，而其它外表面部分采用铣削成形。在图3和4中最易看出，镶块座7、8和9采用最简单的方法加工，也即：每一个镶块座采用整体短柄直的端铣刀加工，每个座采用相同的端铣刀。藉此，镶块座的后抵靠面自然成圆形，即相应于端铣刀切削直径的半圆状。内腔15镗削成形，此后，如上所述，切屑空间13车削成形。应该指出，在切屑空间13占据以前的部分也是由镗削内腔15的连续部分组成的。
如已经讲述到的，图2表示根据本发明的切削镶块10，它特别包含后角面18和圆侧面19。切屑面包含展开的断屑面20和位于下方实质上是平面的切屑面部分21。在切削镶块后面之圆侧面19上，可以制出一定长度的微小凸起22，由于镶块压制时可能引起表面不平，当镶块定位于镶块座时，该微小凸起可解决侧面干涉问题。此外，微小凸起22可将由于焊层厚度改变引起的任何定位不准的危险减至最小，这是由于镶块与座两个相对的半圆状的接触面积变为最小的缘故。
切削镶块圆弧背面大大减少了裂纹生成的危险，这是由于它给出了良好的应力分布图而没有任何产生应力集中的尖角。此外，由于镶块的长度大于其宽度，所以获得较大的支承面积来承受切削力。而且，镶块形状相当有利于压制加工而不会引起任何不够致密的问题。
为了吸收径向切削力，本发明钻头制有多个支承垫块23，它钎焊或铜焊在各支承垫块座24中。这些支承垫块座也适合于铣削加工，采用与加工镶块座7、8和9相同的方式，用统一的一把端铣刀直线铣削加工。支承垫块23适宜有与座相匹配的形状，也即：细长的块有圆弧端。此外，其外侧适宜给出圆弧形，为圆柱弓截面形状，实质上为了与钻头的圆柱包封面相符。
在切削镶块和支承垫块的安装中，圆弧后抵靠面在初始安装时起导向作用，也即它允许一定程序的侧向错位，这对于自动安装是必要的。

Claims (6)

1、一种主要用于强制排屑的钻削刀具，它包含钻头体(1)，该钻头体实质上为圆柱管形，它的一端包含通向内腔的开口(15)，另一端为切削顶侧，顶侧具有一个或多个硬质合金切削镶块(10)，镶块钎焊在镶块座或凹槽(7、8、9)中，其特征在于，镶块座或凹槽(7、8、9)和切削镶块(10)切向位于钻头体的顶侧，镶块座或凹槽的后抵靠侧及与之相应的切削镶块的后抵靠侧(19，25)具有圆弧形的、实质上为半圆形的形状。
2、根据权利要求1的钻削切具，其特征在于，它包含三个切削镶块，即外缘镶块(10A)、中间镶块(10B)和中心镶块(10C)。
3、根据权利要求2的钻削刀具，其特征在于，在其顶侧中有两个切屑通道(11、12)，一个通道(11)引导出起源于外缘镶块(10A)和中心镶块(10C)的切屑，而另一个切削通道(12)引导出起源于中间镶块(10B)的切屑。
4、根据权利要求3的钻削刀具，其特征在于，所说的两个切削通道(11、12)通向车削成形的切屑空间(13)，所说的切屑空间实质上呈截锥形状，其具有向着刀具的顶侧向上车削而成的底面。
5、根据前述任一权利要求的钻削刀具，其特征在于，钻头体由整体工件制成。
6、根据权利要求1的钻削刀具，其特征在于，钻头体包含一个或多个支承垫块(23)，它钎焊在钻头体的外包封面上的相应的座(24)中，支承垫块和相应的座包含两个实质上平行的长侧面和实质上呈半圆形状的端侧面。
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